Les pressions de fonctionnement dans les AR-15

Il semble étrange aux yeux de certains que les canons courts, sur la plate-forme AR-15, posent des problèmes de fonctionnement.
Certains sont également étonnés de la durée de vie plus courte de ces armes, particulièrement au niveau du transporteur et du verrou.
Mais reprenons le fonctionnement de base et les pressions développés !



Lorsque l’AR-15 fut mis au point, la seule longueur de canon prise en compte fut le 20’’, qui permettait au projectile d’acquérir une vitesse optimale et, ainsi, répondre au cahier des charges que le Pentagone avait édité (une portée de +300m était un prérequis). Simultanément, le fonctionnement de l’arme fut étudié afin d’être optimal au niveau de la fiabilité et de la durée de vie. C’est ainsi que le système d’emprunt de gaz type « rifle » fut dessiné avec un port d’emprunt de gaz foré dans le canon 335mm après le début de la chambre.


Avec les années, des canons de 14.5’’, 16’’ mais aussi 10.5’’, 7.5’’ et 18’’ firent leur apparition. Sur les canons plus courts, la durée de vie du transporteur et du verrou est notoirement plus courte en raison du cycle de fonctionnement beaucoup plus violent de l’arme. Ce cycle plus violent entraîne souvent des problèmes d'extraction mais aussi de fonctionnement très -trop- rapide de l'arme.
Mais d’où provient ce fonctionnement plus violent ?

Du rapprochement du port d’emprunt de gaz, bien sûr ! 


Les différents systèmes d’emprunt de gaz sont placés aux longueurs suivantes :
1. Rifle : 335mm
2. Mid-Length : 249mm
3. Carbine : 198mm
4. Pistol : 119mm

Ces différences peuvent sembler minimes mais sur un calibre aussi «chaud » que le .223, cela prend des proportions importantes.
Voilà le graphique illustrant la courbe de pression (en fonction du déplacement dans le canon) d’une munition de .223Rem reproduisant la 5.56x45 SS109/M855 (1.53g de Ramshot TAC, projectile de 62 grains) :
Les chiffres 1, 2, 3 et 4 représentent la pression dans le canon aux divers points d’emprunt de gaz cités plus haut.


Ce qui donne, pour chaque système, les pressions suivantes :
1. Rifle : 1355 bar
2. Mid-Length : 1827 bar
3. Carbine : 2268 bar
4. Pistol : 3331 bar
Lorsque l’on voit les chiffres suivants, on comprend beaucoup mieux pourquoi certains AR-15, aux canons les plus courts, nécessitent l’installation d’un ressort d’extracteur spécifique (pensons au SOPMOD kit pour les M4) et cassent parfois la Cam Pin (quand ce n’est pas le verrou).

Superbe exposé.

Merci Gab.

Mais le beau graphique a disparu chez moi

Très intéressant. Merci Gab!

Merci pour cet exposé.

J'ai quelques questions suite à et article.

1) existe-t-il (hormis le kit sopmod que tu évoques) des pièces permettant de faire fonctionner un 11.5 par exemple avec la mêm:e fiabilité et la même durée de vie qu'un 20" par exemple? Je pense à un transporteur renforcé ou qqch comme ça.

2) je suppose qu'un système à piston permet de réduire ce problème.

3) est-il envisageable de réduire la pression transmise au transporteur avec un système de tube à gaz spécifique?

n'étant pas un spécialiste, je me pose ces questions car je suis tenté par un 11.5 ;-)

Hello,

Pour répondre à tes questions dans l'ordre:

1: non, il n'existe rien à l'exception d'un bloc d'emprunt de gaz réglable et d'une masselotte adéquate. Même avec un transporteur plus lourd, l'ouverture reste extrêmement violente. Ces armes à canon court ont un autre problème, c'est celui du rebond du transporteur et le déverrouillage en résultant.

2: un système à piston ne changera rien au problème et en ajoutera encore un autre, c'est celui du basculement du transporteur en raison de la poussée du piston qui se fait hors de l'axe du mouvement du transporteur; ce qui entraîne une usure particulière de l'arme.

3: un bloc d'emprunt de gaz réglable permet de limiter la quantité de gaz utilisée mais la durée de l'impulsion reste trop courte. Un tube d'emprunt de gaz en queue de cochon ne règle rien, sauf à diminuer la pression des gaz arrivant dans le transporteur. Malheureusement, ces tubes crèvent à la suite de l'échauffement dû aux gaz. Les fissures apparaissent toujours aux points de stress du tube.

Bref....
11.5: oui. Mais...

Fabriqué avec justesse

Les 10.5" et les 11.5" sont les plus délicats à faire fonctionner avec équilibre. Lorsque j'en fais un, je commence toujours par le plus petit orifice possible comme évent et je l'agrandis progressivement, jusqu'à obtenir un fonctionnement fiable.

gab a écrit:

Hello,

Pour répondre à tes questions dans l'ordre:

1: non, il n'existe rien à l'exception d'un bloc d'emprunt de gaz réglable et d'une masselotte adéquate. Même avec un transporteur plus lourd, l'ouverture reste extrêmement violente. Ces armes à canon court ont un autre problème, c'est celui du rebond du transporteur et le déverrouillage en résultant.

2: un système à piston ne changera rien au problème et en ajoutera encore un autre, c'est celui du basculement du transporteur en raison de la poussée du piston qui se fait hors de l'axe du mouvement du transporteur; ce qui entraîne une usure particulière de l'arme.

3: un bloc d'emprunt de gaz réglable permet de limiter la quantité de gaz utilisée mais la durée de l'impulsion reste trop courte. Un tube d'emprunt de gaz en queue de cochon ne règle rien, sauf à diminuer la pression des gaz arrivant dans le transporteur. Malheureusement, ces tubes crèvent à la suite de l'échauffement dû aux gaz. Les fissures apparaissent toujours aux points de stress du tube.

Bref....
11.5: oui. Mais...

Fabriqué avec justesse

Les 10.5" et les 11.5" sont les plus délicats à faire fonctionner avec équilibre. Lorsque j'en fais un, je commence toujours par le plus petit orifice possible comme évent et je l'agrandis progressivement, jusqu'à obtenir un fonctionnement fiable.

merci pour ces infos, je savais de toute façon déjà d'où viendra mon futur mien

gab a écrit:

Hello,

Pour répondre à tes questions dans l'ordre:

1: non, il n'existe rien à l'exception d'un bloc d'emprunt de gaz réglable et d'une masselotte adéquate. Même avec un transporteur plus lourd, l'ouverture reste extrêmement violente. Ces armes à canon court ont un autre problème, c'est celui du rebond du transporteur et le déverrouillage en résultant.

2: un système à piston ne changera rien au problème et en ajoutera encore un autre, c'est celui du basculement du transporteur en raison de la poussée du piston qui se fait hors de l'axe du mouvement du transporteur; ce qui entraîne une usure particulière de l'arme.

3: un bloc d'emprunt de gaz réglable permet de limiter la quantité de gaz utilisée mais la durée de l'impulsion reste trop courte. Un tube d'emprunt de gaz en queue de cochon ne règle rien, sauf à diminuer la pression des gaz arrivant dans le transporteur. Malheureusement, ces tubes crèvent à la suite de l'échauffement dû aux gaz. Les fissures apparaissent toujours aux points de stress du tube.

Bref....
11.5: oui. Mais...

Fabriqué avec justesse

Les 10.5" et les 11.5" sont les plus délicats à faire fonctionner avec équilibre. Lorsque j'en fais un, je commence toujours par le plus petit orifice possible comme évent et je l'agrandis progressivement, jusqu'à obtenir un fonctionnement fiable.

Impressionnant tes connaissances techniques sur ce type de mécanisme !!

Fort de ce constat, il y a t'il des marques ayant pris le problème à bras le corps pour développer des AR15 en 10.5/11.5/12.5 pouces optimisés ?
J'ai vue sur une vidéo de présentation des AR15 Alpen Arms, que cette marque avait justement développé ses cannons cours en prenant en compte ces problématiques, effet d'annonce ou réalité technique ?